(57)【要約】【課題】  保持容量に用いる容量用絶縁層を厚くすることなく、非線形素子の信頼性を向上可能な電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供すること。【解決手段】  アクティブマトリクス型の電気光学装置１において、非線形素子５の素子用絶縁層７１は、素子用下電極６１の側面を覆う部分７１１がタンタル酸化膜７ａによって構成され、素子用下電極６１の上面を覆う部分７１２がタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂによって構成されている。保持容量９において、容量用絶縁層７２は、容量用下電極６２の側面を覆う部分７２１がタンタル酸化膜７ａによって構成され、容量用下電極６２の上面を覆う部分７２２は、タンタル酸化膜７ａからなる下層と、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂからなる上層とを備えている。【選択図】  図５
2007025520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、第１の配線と、該第１の配線に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成され、前記素子基板および前記対向基板のうちの一方の基板には、前記画素電極に対して前記液晶を介して対向する共通電極が形成された電気光学装置において、
前記素子基板には、前記非線形素子に直列接続され、かつ、前記画素電極、前記液晶および前記共通電極によって構成される液晶容量に並列接続された保持容量が形成され、
前記非線形素子は、タンタル膜からなる素子用下電極と、該素子用下電極の表面を覆う素子用絶縁層と、該素子用絶縁層の上層に積層された素子用上電極とを備え、
前記保持容量は、タンタル膜からなる容量用下電極と、前記容量用下電極の表面を覆い、前記素子用絶縁層より膜厚が厚い容量用絶縁層と、該容量用絶縁層の上層に積層された容量用上電極とを備え、
前記素子用絶縁層は、前記素子用下電極の上面を覆う部分にタンタル−ニオブ合金の酸化膜を備え、
前記容量用絶縁層は、前記容量用下電極の上面を覆う部分にタンタル酸化膜からなる下層と、タンタル−ニオブ合金の酸化膜からなる上層と備えていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記素子用絶縁層は、前記素子用下電極の上面を覆う部分がタンタル−ニオブ合金の酸化膜のみからなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記素子用絶縁層は、前記素子用下電極の側面を覆う部分がタンタル酸化膜によって構成され、
前記容量用絶縁層は、前記容量用下電極の側面を覆う部分がタンタル酸化膜によって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記共通電極は、前記素子基板の側に形成され、
当該素子基板には、前記第１の配線より下層側で当該第１の配線と交差する方向に延び、前記共通電極が直接あるいは他の導電層を介して接続する第２の配線が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記第２の配線は、タンタル膜によって構成されているとともに、当該タンタル層の表面には、前記容量用絶縁層と同一構成の絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、第１の配線と、該第１の配線に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成され、前記素子基板および前記対向基板のうちの一方の基板には、前記画素電極に対して前記液晶を介して対向する共通電極が形成された電気光学装置の製造方法において、
前記素子基板上にタンタル膜とタンタル−ニオブ合金膜が順に積層された積層膜によって前記非線形素子の素子用下電極と保持容量の容量用下電極とを形成する導電膜パターン形成工程を行った後、
前記素子用下電極および前記容量用下電極の表面を酸化して第１の酸化膜を形成する第１の酸化工程と、前記素子用下電極および前記容量用下電極のうちの容量用下電極のみを酸化して前記第１の酸化膜よりも厚い第２の酸化膜を形成する第２の酸化工程とを行い、
前記導電膜パターン形成工程では、タンタル−ニオブ合金膜の膜厚を前記第２の酸化工程で下層のタンタル膜まで酸化が及ぶ厚さに設定することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
前記導電膜パターン形成工程では、タンタル−ニオブ合金膜の膜厚を前記第１の酸化工程で当該タンタル−ニオブ合金膜のみが酸化される厚さに設定することを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の酸化工程では、前記素子用下電極と前記容量用下電極とを分離した状態で、前記素子用下電極および前記容量用下電極のうちの前記容量用下電極のみに給電して陽極酸化を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
前記導電膜パターン形成工程では、前記導電膜パターンとして前記素子用下電極と前記容量用下電極とが接続するパターンを形成し、
前記第１の酸化工程の後、前記第２の酸化工程を行う前に、前記導電パターンをパターニングして前記素子用下電極と前記容量用下電極とを分離するパターニング工程を行い、
前記第１の酸化工程では、前記導電膜パターンに陽極酸化を行うことを特徴とする請求項９に記載の電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス型の電気光学装置、この電気光学装置を備えた電子機器、および電気光学装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の電気光学装置では、互いに交差する方向に形成された走査線とデータ線の交差に対応して複数の画素が形成されている。これらの複数の画素を等価回路的にみたとき、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなる画素スイッチング素子と液晶容量とが直列接続されているとともに、液晶容量に対して保持容量が並列接続された構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献１に開示の電気光学装置では、素子基板の方に画素電極と共通電極とを形成し、画素電極と共通電極との間に発生する横電界を利用して液晶を駆動する、いわゆるＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが採用されている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示の構成のように、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いた場合には、露光、現像、エッチング処理などを含むフォトリソグラフィ工程や成膜工程を多数回、繰り返し行う必要があるため、製造プロセスが長く、製造コストが増大するという問題点がある。
【０００５】
このような問題点を解消可能なものとして、タングステンなどを含有するタンタル合金層やタンタル単体膜からなる素子用下電極、その陽極酸化膜からなる素子用絶縁層、およびクロム層からなる素子用上電極を備えたＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）素子（非線形素子）を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６２６０２号公報
【特許文献２】特開平０７−２６１２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＴＦＤ素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置においては、配線などの抵抗値を低減することを目的に、タンタルに代えてニオブにより、素子用下電極や配線を構成することがある。また、ニオブの酸化膜は、タンタルの酸化膜と比較して、熱的な破壊が発生にしにくいという利点がある。
【０００７】
ここで、ＴＦＤ素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置において、保持容量を構成する場合には、容量用下電極と素子用下電極は共通の導電膜を用いることになり、素子用下電極にニオブを用いると、容量用下電極にもニオブを用いることになる。しかしながら、ニオブの酸化膜は、タンタルの酸化膜と比較して、漏れ電流が大きいため、容量用下電極にニオブを用いると、液晶層への適正な電圧印加がなされなくなる結果、コントラストが低下するという問題が発生する。それ故、容量用下電極にニオブを用いた場合には、容量用絶縁層は、従来より、かなり厚く形成する必要がある。その結果、保持容量が形成されている領域には、厚い容量用絶縁層が存在するため、大きな段差が発生してしまい、このような大きな段差は、ポリイミド膜にラビング処理を施して配向膜とする際にラビング不良を起こさせ、表示ムラが発生する原因となるので、好ましくない。
【０００８】
また、ＩＰＳモードを採用した電気光学装置では、素子基板上の互いに交差する方向に第１の配線および第２の配線を形成することになる。この場合、ニオブからなる容量用下電極に陽極酸化を施して容量用絶縁膜を形成する際、容量用下電極と同時形成された第２の配線を給電線として用いるため、下層側の第２の配線の表面にも厚い絶縁膜が形成される結果、大きな段差が発生し、第１の配線と第２の配線との交差部分で第１の配線が断線するおそれがある。このような断線は、表示の点欠陥や線欠陥などの不具合の原因となる。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、保持容量に用いる容量用絶縁層を厚くすることなく、非線形素子の信頼性を向上可能な電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、第１の配線と、該第１の配線に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成され、前記素子基板および前記対向基板のうちの一方の基板には、前記画素電極に対して前記液晶を介して対向する共通電極が形成されたアクティブマトリクス型の電気光学装置において、前記素子基板には、前記非線形素子に直列接続され、かつ、前記画素電極、前記液晶および前記共通電極によって構成される液晶容量に並列接続された保持容量が形成され、前記非線形素子は、タンタル膜からなる素子用下電極と、該素子用下電極の表面を覆う素子用絶縁層と、該素子用絶縁層の上層に積層された素子用上電極とを備え、前記保持容量は、タンタル膜からなる容量用下電極と、前記容量用下電極の表面を覆い、前記素子用絶縁層より膜厚が厚い容量用絶縁層と、該容量用絶縁層の上層に積層された容量用上電極とを備え、前記素子用絶縁層は、前記素子用下電極の上面を覆う部分にタンタル−ニオブ合金の酸化膜を備え、前記容量用絶縁層は、前記容量用下電極の上面を覆う部分にタンタル酸化膜からなる下層と、タンタル−ニオブ合金の酸化膜からなる上層と備えていることを特徴とする。
【００１１】
本願明細書において「直列接続」「並列接続」とは等価回路的に直列あるいは並列に電気的に接続していればよく、電極同士が直接接続している構成の他、他の電極、配線、回路などを介して電気的に接続している構成も含む意味である。また、本願明細書において、「下電極の表面」とは「下電極の上面」および「下電極側面」の双方を含めた意味である。
【００１２】
本発明においては、非線形素子の素子用下電極において広い面積を占める上面では、素子用絶縁層がタンタル−ニオブ合金の酸化膜によって構成されているため、タンタル酸化膜を用いた場合と比較して、熱的な破壊が発生にしにくく、信頼性が向上する。また、保持容量において、容量用下電極の上面では、容量用絶縁層がタンタル酸化膜とタンタル−ニオブ合金の酸化膜の積層構造になっているため、ニオブ酸化膜、あるいはタンタル−ニオブ合金の酸化膜のみからなる場合と比較して漏れ電流が小さい。それ故、容量用絶縁層については、ニオブ酸化膜、あるいはタンタル−ニオブ合金の酸化膜のみからなる場合と比較して薄くてよい。従って、保持容量が形成されている領域に大きな段差が形成されないので、ポリイミド膜などにラビング処理を施して配向膜とする際、段差に起因するラビング不良が発生しないので、表示ムラの発生を防止できる。
【００１３】
本発明において、前記素子用絶縁層は、例えば、前記素子用下電極の上面を覆う部分がタンタル−ニオブ合金の酸化膜のみからなる。このように構成すると、素子用下電極の上面を覆う部分にタンタル酸化膜が存在する場合と比較して、熱的な破壊が発生にしにくく、信頼性が向上する。
【００１４】
本発明において、前記素子用絶縁層は、前記素子用下電極の側面を覆う部分がタンタル酸化膜によって構成され、前記容量用絶縁層は、前記容量用下電極の側面を覆う部分がタンタル酸化膜によって構成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明は、前記対向基板側に、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極（対向電極）が形成されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードやＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードなどの電気光学装置に適用できる。また、本発明は、前記素子基板側に、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極が形成されて、前記画素電極と前記共通電極との間に発生する横電界を利用するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの電気光学装置にも適用することができる。
【００１６】
これらの電気光学装置のうち、ＩＰＳモードの電気光学装置では、前記共通電極は、前記素子基板の側に形成され、当該素子基板には、前記第１の配線より下層側で当該第１の配線と交差する方向に延び、前記共通電極が直接あるいは他の導電層を介して接続する第２の配線が形成されている。
【００１７】
本発明において、前記第２の配線が前記素子基板の側に形成されている場合、前記第２の配線は、タンタル膜によって構成されているとともに、当該タンタル層の表面には、前記容量用絶縁層と同一構成の絶縁層が形成されている構成を採用することができる。このような構成の電気光学装置においては、前記第１の配線は、前記第２の配線の上層側に形成された構成となるが、第２の配線の表面に形成される絶縁層は、容量用絶縁層と同様、従来と比較して薄くできる。それ故、第１の配線と第２の配線との交差部分に大きな段差が発生しないので、第１の配線の断線を防止することができる。
【００１８】
本発明に係る電気光学装置は、例えば、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
【００１９】
本発明では、液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、第１の配線と、該第１の配線に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成され、前記素子基板および前記対向基板のうちの一方の基板には、前記画素電極に対して前記液晶を介して対向する共通電極が形成された電気光学装置の製造方法において、前記素子基板上にタンタル膜とタンタル−ニオブ合金膜との積層膜によって前記非線形素子の素子用下電極と保持容量の容量用下電極とを形成する導電膜パターン形成工程を行った後、前記素子用下電極および前記容量用下電極の表面を酸化して第１の酸化膜を形成する第１の酸化工程と、前記素子用下電極および前記容量用下電極のうちの容量用下電極のみを酸化して前記第１の酸化膜よりも厚い第２の酸化膜を形成する第２の酸化工程とを行い、前記導電膜パターン形成工程では、タンタル−ニオブ合金膜の膜厚を前記第２の酸化工程で下層のタンタル膜まで酸化が及ぶ厚さに設定することを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記導電膜パターン形成工程では、タンタル−ニオブ合金膜の膜厚を前記第１の酸化工程で当該タンタル−ニオブ合金膜のみが酸化される厚さに設定することが好ましい。このように構成すると、素子用絶縁層は、素子用下電極の上面を覆う部分がタンタル−ニオブ合金の酸化膜のみからなる。このため、素子用下電極の上面を覆う部分にタンタル酸化膜が存在する場合と比較して、熱的な破壊が発生にしにくく、信頼性が向上する。
【００２１】
本発明において、第１の酸化工程および第２の酸化工程では、水蒸気酸化などといった各種の酸化方法を採用できる。ここで、前記第２の酸化工程を行う時点で、前記素子用下電極と前記容量用下電極とを分離しておけば、前記第２の酸化工程では、前記容量用下電極のみに給電して陽極酸化を行うことができる。
【００２２】
本発明において、前記導電膜パターン形成工程では、前記導電膜パターンとして前記素子用下電極と前記容量用下電極とが接続するパターンを形成しておくことが好ましい。このように構成すると、前記第１の酸化工程の後、前記第２の酸化工程を行う前に、前記導電パターンをパターニングして前記素子用下電極と前記容量用下電極とを分離するパターニング工程を行えば、前記第１の酸化工程では、前記導電膜パターンに陽極酸化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。また、各図においては、断面図および平面図に関わらず、ＴＦＤ素子（非線形素子）の素子用下電極などを構成する酸素添加タンタル膜などについて右下がりの斜線を付し、ＴＦＤ素子の素子用上電極などを構成するクロム膜については右上がりの斜線を付してある。
【００２４】
（全体構成）
図１は、本発明が適用される電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００２５】
図１に示す電気光学装置１は、ＩＰＳモードを採用したアクティブマトリクス型の液晶装置であり、この電気光学装置１では、Ｘ方向に延びた走査線３（第１の配線）と、Ｙ方向に延びたデータ線２（第２の配線）との交差点に対応して複数の画素１０がマトリクス状に構成されている。データ線２はデータ線駆動回路１２に接続され、走査線３は走査線駆動回路１３に接続されている。本形態では、走査線３に非線形素子５が接続され、この非線形素子５を介して画素電極８３が接続されている。データ線２には共通電極６３が接続している。共通電極６３と画素電極８３との間には液晶容量４が形成され、等価回路的にみると、液晶容量４は、非線形素子５に対して直列接続されている。また、本形態では、データ線２と画素電極８３との間に保持容量９が形成されており、等価回路的にみると、保持容量９は、非線形素子５に直列接続され、かつ、液晶容量４には並列接続されている。
【００２６】
図２に示すように、本形態の電気光学装置１は、対向配置された一対の基板を有している。一方の基板は、非線形素子５や画素電極８３が形成された素子基板２０であり、他方の基板は対向基板３０である。素子基板２０と対向基板３０とはシール材１４によって貼り合わされ、その内側に液晶１１が封入されている。本形態の電気光学装置１では、素子基板２０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ１５が実装されている。
【００２７】
本形態において、液晶１１はＩＰＳモードで駆動されるため、詳しくは後述するように、素子基板２０の内側表面には、複数本の走査線３、走査線３に接続される複数の非線形素子５、および非線形素子５と１対１に接続される画素電極８３が形成され、素子基板２０の内側表面には、さらに、図１に示したデータ線２、共通電極６３および保持容量９も形成されている。なお、素子基板２０において、画素電極８３などの表面には、ポリイミドなどからなる配向膜２２が形成されている。対向基板３０の内側表面には、ポリイミドなどからなる配向膜３２が形成されている。但し、ＴＮモードやＶＡＮモードの電気光学装置と違って、本形態の電気光学装置１では、対向基板３０の内側表面には共通電極（対向電極）が形成されていない。なお、電気光学装置１をカラー表示用に構成する場合、対向基板３０には、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のカラーフィルタが形成されるが、本発明とは直接、関係しないので、その図示や説明を省略する。また、対向基板３０には、ブラックマトリクスなどと称せられる遮光膜や、平坦化膜が形成される場合もあるが、これらについても説明を省略する。また、素子基板２０の外側表面や対向基板３０の外側表面には、偏光板や位相差板などの光学部材が配置されるが、これらの光学部材についても図示および説明を省略する。
【００２８】
（素子基板２０の詳細構成）
図３は、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において、数画素分のレイアウトを示す平面図である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ−Ａ′線、Ｂ−Ｂ′線、Ｃ−Ｃ′線、Ｄ−Ｄ′線で電気光学装置を切断したときの構造を模式的に示す断面図である。図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した電気光学装置および従来の電気光学装置における非線形素子および保持容量の構成を比較して示す説明図である。
【００２９】
図３および図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、本形態の電気光学装置１では、Ｘ方向に延びた走査線３（第１の配線）と、Ｙ方向に延びたデータ線２（第２の配線）との交差点に対応して複数の画素１０がマトリクス状に構成され、走査線３はクロムなどからなる金属配線であり、データ線２はタンタル膜からなる金属配線である。
【００３０】
本形態では、データ線２と走査線３との交差点の近傍に非線形素子５が形成されており、非線形素子５は、データ線２に並列する方向に延びて走査線３と交差する短冊状の素子用下電極６１を備えている。図３および図４（ａ）、（ｂ）に示すように、素子用下電極６１の表面（上面および側面の双方）には、素子用下電極６１の表面を酸化してなる素子用絶縁層７１が形成されている。素子用絶縁層７１の表面には、走査線３が第１の素子用上電極８１ａとして通っており、素子用下電極６１、素子用絶縁層７１、および走査線３（第１の素子用上電極８１ａ）によって第１のＴＦＤ素子５ａが形成されている。また、素子用絶縁層７１の表面には、走査線３と並列するように第２の素子用上電極８１ｂが形成されており、素子用下電極６１、素子用絶縁層７１、および第２の素子用上電極８１ｂによって第２のＴＦＤ素子５ｂが形成されている。このようにして、非線形素子５は、第１のＴＦＤ素子５ａと第２のＴＦＤ素子５ｂとが極性を逆向きに直列接続されたＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造を有している。
【００３１】
図３に示すように、非線形素子５の第２の素子用上電極８１ｂには、Ｘ方向に延びた画素配線部８２、Ｙ方向に延びた複数本の櫛歯状の画素電極８３、およびＸ方向に延びて複数本の画素電極８３の先端部同士を連結する容量用上電極８４がこの順に接続されている。ここで、第２の素子用上電極８１ｂ、画素配線部８２、画素電極８３、および画素電極８３は、走査線３と同時形成されたクロム膜によって形成されている。
【００３２】
また、画素１０内には、データ線２からのＸ方向への突出部分によって容量用下電極６２が構成され、容量用下電極６２からは複数本の櫛歯状の共通電極６３がＹ方向に延びている。
【００３３】
図３および図４（ｃ）に示すように、共通電極６３と画素電極８３とは、Ｘ方向において交互に配置され、その間で液晶１１を駆動する。言い換えれば、画素電極８３、液晶１１および共通電極６３によって、図１に示す液晶容量４が構成されている。
【００３４】
図３および図４（ｄ）に示すように、容量用下電極６２の表面側には容量用絶縁層７２が形成されており、容量用上電極８４は、容量用絶縁層７２を介して容量用下電極６２に対向している。このようにして、容量用下電極６２、容量用絶縁層７２、および容量用上電極８４によって保持容量９が構成されている。
【００３５】
再び、図３および図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、データ線２は、製造方法を後述するように、素子用下電極６１や容量用下電極６２を陽極酸化して素子用絶縁層７１および容量用絶縁層７２を形成するための給電線として利用されることから、陽極酸化の際、データ線２および共通電極６３の表面にも、容量用絶縁層７２と膜厚が同一の絶縁層７３、７４が形成されている。従って、走査線３とデータ線２との交差部分では、走査線３とデータ線２との間に絶縁層７４が介在している。なお、容量用絶縁層７２、および絶縁層７３、７４の膜厚は、素子用絶縁層７１よりも厚い。
【００３６】
［絶縁膜の詳細な構成］
本形態の電気光学装置１において、素子用下電極６１、容量用下電極６２、データ線２、および共通電極６３はいずれもタンタル膜によって形成されている。従って、素子用絶縁層７１は、素子用下電極６１の側面を覆う部分７１１がタンタル酸化膜７ａによって構成されている。但し、素子用絶縁層７１は、素子用下電極６１の上面を覆う部分７１２がタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂによって構成されている。
【００３７】
一方、容量用絶縁層７２は、容量用下電極６２の側面を覆う部分７２１がタンタル酸化膜７ａによって構成されているのに対して、容量用下電極６２の上面を覆う部分７２２は、タンタル酸化膜７ａからなる下層と、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂからなる上層とを備えている。なお、データ線２および共通電極６３の表面に形成された絶縁層７３、７４も、データ線２や共通電極６３の側面を覆う部分がタンタル酸化膜７ａによって構成されているのに対して、データ線２や共通電極６３の上面を覆う部分は、タンタル酸化膜７ａからなる下層と、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂからなる上層とを備えている。
【００３８】
（本形態の構造上の主な効果）
このように構成した電気光学装置１において、タンタル陽極酸化膜７ａと、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂとを比較すると、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂの方が熱的な破壊が発生にしにくく、信頼性が高い一方、漏れ電流が大きい。このような特性に基づいて、本形態においては、非線形素子５の素子用下電極６１において広い面積を占める上面では、素子用絶縁層７１がタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂによって構成されているため、タンタル酸化膜７ａを用いた場合と比較して、熱的な破壊が発生にしにくく、信頼性が向上する。
【００３９】
また、保持容量９において、容量用下電極６２の上面では、容量用絶縁層７２がタンタル酸化膜７ａとタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂの積層構造になっているため、ニオブ酸化膜、あるいはタンタル−ニオブ合金の酸化膜のみからなる場合と比較して漏れ電流が小さい。従って、図５（ａ）に示すように、本形態では、容量用絶縁層７２をニオブ酸化膜、あるいはタンタル−ニオブ合金の酸化膜のみから形成した図５（ｂ）に示す参考例と比較して、容量用絶縁層７２を薄くできる。それ故、保持容量９が形成されている領域に大きな段差が形成されない。よって、ポリイミド膜などにラビング処理を施して配向膜とする際、段差に起因するラビング不良が発生しないので、表示ムラの発生を防止できる。
【００４０】
また、素子用絶縁層７１は、素子用下電極６１の上面を覆う部分がタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂのみからなる。このように構成すると、素子用下電極６１の上面を覆う部分にタンタル酸化膜７ａが存在する場合と比較して、熱的な破壊が発生にしにくく、信頼性が向上する。
【００４１】
また、容量用絶縁層７２の膜厚が薄くてよければ、陽極酸化時間を短くできるので、素子基板２０を形成する際の陽極酸化工程のタクトを短縮することができ、製造コストを低減できる。
【００４２】
さらに、本形態の電気光学装置１は、ＩＰＳモードが採用されているため、素子基板２０には、走査線３より下層側で走査線３と交差する方向に延びたデータ線２が形成されているが、このデータ線２に形成された絶縁層７３も薄い。このため、データ線２の周辺でも、そこに形成される段差は、保持容量９が形成されている領域の段差と同様、低いので、走査線３とデータ線２との交差部分において、走査線３が断線することがない。
【００４３】
なお、タンタル酸化膜７ａとタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂとを比較すると、タンタル酸化膜７ａの方が誘電率が低い。しかも、容量用下電極６２の上面では、容量用絶縁層７２がタンタル酸化膜７ａとタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂの積層構造になっており、誘電率の低いタンタル酸化膜７ａが直列接続した構造になっているため、保持容量９の容量値が低下し、表示品位が低下するおそれがある。このような問題は、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂを厚くして、容量用下電極６２の上面においてタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂが占める比率を大きくすればよいが、この場合、素子用下電極６１の上面では、素子用絶縁層７１がタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂのみからなっているため、以下の式
容量比＝（保持容量９＋液晶容量４）／非線形素子５の容量
で表される容量比が最適値、例えば６〜１０からずれるおそれがある。このような問題については、タンタル−ニオブ合金の酸化膜の組成によって、誘電率が３０〜１３０の間で変化するのを利用して、以下に説明するように、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂの膜厚に応じて、タンタル−ニオブ合金タンタル合金におけるニオブの比率、すなわち、以下の式
ＴａyＮｂ(1-y)Ｏx
但し、１＞ｙ＞０
で示されるタンタル−ニオブ合金の酸化膜におけるニオブの比率を変えることにより、解消できる。すなわち、タンタル酸化膜７ａの厚さを１７０ｎｍ一定にした条件において、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂの厚さ、およびタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂの誘電率を変えていった場合における容量比は、表１に示すように表される。
【００４４】
【表１】
2007025520.tif 000003
【００４５】
表１において、誘電率εが３０の条件はタンタル酸化膜を用いた場合に相当し、誘電率εが１３０の条件はニオブ酸化膜を用いた場合に相当する。また、表１には、容量比が最適値６〜１０を満たす条件範囲を太線で囲ってある。従って、例えば、誘電率εが６０のタンタル−ニオブ合金の酸化膜７bを用いた場合、その膜厚を３０ｎｍ〜４０ｎｍに設定すれば、容量比が最適値６〜１０を満たすことになり、誘電率εが９０のタンタル−ニオブ合金の酸化膜７bを用いた場合、その膜厚を４０ｎｍ〜７０ｎｍに設定すれば、容量比が最適値６〜１０を満たすことになる。
【００４６】
（電気光学装置の製造方法）
図６（ａ）〜（ｃ）および図７（ａ）〜（ｃ）は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す説明図である。なお、図６および図７において、右側領域には画素１つ分の平面図を示し、右側領域には、Ｇ−Ｇ′線に相当する位置での断面図を示してある。
【００４７】
まず、図６（ａ）に示すように、素子基板２０の表面全体にタンタル酸化膜などにより下地層２１を形成する。
【００４８】
次に、導電膜パターン形成工程において、素子基板２０の全面にタンタル膜６ａおよびタンタル−ニオブ合金膜６ｅをこの順に積層する。ここで形成するタンタル膜６ａの膜厚は、例えば２００ｎｍ程度であり、タンタル−ニオブ合金膜６ｅの膜厚は、例えば２０ｎｍ程度である。このようなタンタル膜６ａやタンタル−ニオブ合金膜６ｅは、スパッタ法などによって成膜できる。スパッタ法では、ＲＦスパッタ装置やマグネトロンスパッタ装置などで行われる。このような成膜装置において、チャンバー内に下部電極用の原料（タンタル、タンタル−ニオブ合金）のターゲットを配置し、真空ポンプなどの排気装置でチャンバー内を減圧し、アルゴンなどの不活性ガスを導入した状態で、高周波電界を印加してプラズマを形成する。その結果、プラズマ中の正イオンがターゲットに加速衝突し、その反動でターゲット材料が素子基板２０に堆積する。なお、チャンバー内に不活性ガスとともに窒素ガスＮ2を導入すれば、例えば、窒素含有のタンタル膜６ａを形成することができる。
【００４９】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル膜６ａおよびタンタル−ニオブ合金膜６ｅをパターニングし、図６（ｂ）に示すように、データ線２、素子用下電極６１、容量用下電極６２、および共通電極６３を備えた導電膜パターン６ｘを形成する。ここで、素子用下電極６１は、データ線２に対してブリッジ部６ｃを介して接続している。
【００５０】
次に、第１の酸化工程では、データ線２から給電して導電膜パターン６ｘの表面全体に陽極酸化を行う。その結果、図６（ｃ）に示すように、導電膜パターン６ｘの表面に、厚さが４０ｎｍ程度の第１の酸化膜が形成され、タンタル−ニオブ合金膜６ｅは、全てがタンタル−ニオブ合金の酸化膜６ｂに酸化される。従って、第１の酸化膜は、導電膜パターン６ｘの側面を覆うタンタル酸化膜７ａと、導電膜パターン６ｘの上面を覆うタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂとを備えることになる。また、素子用下電極６１では、その表面を覆う素子用絶縁膜７１が形成され、この素子用絶縁膜７１は、素子用下電極６１の側面を覆うタンタル酸化膜７ａと、素子用下電極６１の上面を覆うタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂとからなる。
【００５１】
この工程で行う陽極酸化法では、燐酸塩、クエン酸塩、サリチル酸塩やフタル酸塩などの芳香族カルボン酸塩の水溶液或いはアルコール溶液などの電解液（化成液）に素子基板２０を浸漬させ、電解液中において陰極板と対向させた状態で、導電膜パターン６ｘと陰極板との間に電圧を印加する。上記の芳香族カルボン酸塩としては、サリチル酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム、γ−レゾルシン酸アンモニウム、フタル酸水素アンモニウム、フタル酸ジアンモニウムなどを用いることができる。
【００５２】
次に、パターニング工程においては、フォトリソグラフィ技術を用いて、導電膜パターン６xおよびその表面に形成された酸化膜を、図７（ａ）に示すようにパターニングし、ブリッジ部６ｃを除去する。その結果、表面に素子用絶縁層７１が形成された素子用下電極６１が、データ線２、容量用下電極６２、および共通電極６３を備えた導電膜パターン６ｄから島状に分離される。
【００５３】
次に、第２の酸化工程では、データ線２から給電して導電膜パターン６ｄの表面全体に陽極酸化を行い、図７（ｂ）に示すように、第２の酸化膜を形成する。この第２の酸化工程では、第１の酸化工程と比較して陽極酸化電圧が高いため、導電膜パターン６ｄの上面では、タンタル膜６bも、厚さが１７０ｎｍ程度、陽極酸化され、導電膜パターン６ｄの上面を覆う酸化膜は、タンタル酸化膜７ａと、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂとからなる。また、導電膜パターン６ｄの側面において、タンタル膜６ａは、さらに１７０ｎｍ程度、酸化され、導電膜パターン６ｄの側面は、厚さが２１０ｎｍのタンタル酸化膜７ａによって覆われる。
【００５４】
このような第２の酸化膜のうち、容量用下電極６２の表面に形成された酸化膜が容量用絶縁層７２であり、容量用下電極６２の側面を覆う部分７２１はタンタル酸化膜７ａによって構成され、上面を覆う部分７２２は、タンタル酸化膜７ａからなる下層と、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂからなる上層とを備えている。
【００５５】
ここで、データ線２および共通電極６３の表面でも、絶縁膜７３、７４が厚くなるが、素子用下電極６１の表面では、素子用絶縁層７１が厚くなることはない。
【００５６】
この工程で行う陽極酸化法でも、第１の酸化膜を形成した工程と同様、燐酸塩、クエン酸塩、サリチル酸塩やフタル酸塩などの芳香族カルボン酸塩の水溶液或いはアルコール溶液などの電解液（化成液）に素子基板２０を浸漬させ、電解液中において陰極板と対向させた状態で、導電膜パターン６dと陰極板との間に電圧を印加する。上記の芳香族カルボン酸塩としては、サリチル酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム、γ−レゾルシン酸アンモニウム、フタル酸水素アンモニウム、フタル酸ジアンモニウムなどを用いることができる。
【００５７】
次に、各絶縁層の膜質や絶縁性を向上させ、素子特性のばらつきを低減するとともに素子特性の経時的安定性を得るために、３２０〜４００℃で１０〜１２０分程度、熱処理工程を行う。このような工程は、水素を含有する雰囲気中で行い、絶縁膜中に水素を添加する。
【００５８】
次に、素子基板２０の全面にクロム膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、クロム膜を、図７（ｃ）に示すようにパターニングし、走査線３（第１の素子用上電極８１ａ）、第２の素子用上電極８１ｂ、画素電極８３、および容量用上電極８４を形成する。その結果、第１の素子用下電極６１、素子用絶縁層７１、および走査線３（第１の素子用上電極８１ａ）を備えた第１のＴＦＤ素子５ａと、第１の素子用下電極６１、素子用絶縁層７１、および第２の素子用上電極８１ｂを備えた第２のＴＦＤ素子５ｂが形成され、第１のＴＦＤ素子５ａおよび第２のＴＦＤ素子５ｂによって、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子５が形成される。また、容量用下電極６２、容量用絶縁層７２、および容量用上電極８４によって保持容量９が形成される。さらに、画素電極８３に対して共通電極６３が対向するように形成される。
【００５９】
しかる後、素子基板２０の全面にポリイミド樹脂などを塗布、焼成した後、ラビング処理を行い、図２および図４に示すように、配向膜２２を形成する。このようにして素子基板２０を形成する。
【００６０】
このようにして製造した素子基板２０は、配向膜３２が形成された対向基板３０とシール材１４によって貼り合わせた後、シール材１４の途切れ部分から液晶１１を注入し、しかる後に、シール材１４の途切れ部分を封止材で封止する。これにより、電気光学装置１が完成する。
【００６１】
（製造方法の主な効果）
このように本形態では、導電膜パターン形成工程では、タンタル−ニオブ合金膜６ｅの膜厚を第２の酸化工程で下層のタンタル膜まで酸化が及ぶ厚さに設定するため、素子用絶縁層７１において、素子用下電極６１の上面を覆う部分７１２がタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂによって構成され、容量用絶縁層７２において、容量用下電極６２の上面を覆う部分７２２は、タンタル酸化膜７ａからなる下層と、タンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂからなる上層とを備えている。また、導電膜パターン形成工程では、タンタル−ニオブ合金膜６ｅの膜厚を第１の酸化工程でタンタル−ニオブ合金膜６ｅのみが酸化される厚さに設定してあるため、素子用絶縁層７１は、素子用下電極６１の上面を覆う部分７１２がタンタル−ニオブ合金の酸化膜７ｂのみからなる。このため、素子用下電極６１の上面を覆う部分にタンタル酸化膜７ａが存在する場合と比較して、熱的な破壊が発生にしにくく、信頼性が向上する。
【００６２】
［製造方法の変更例］
上記形態では、第１の酸化工程および第２の酸化工程のいずれにおいても陽極酸化法を利用したが、第１の酸化工程では、水蒸気酸化法やオゾン酸化法などといった陽極酸化法以外の方法を採用し、第２の酸化工程で陽極酸化法を採用してもよい。
【００６３】
また、第１の酸化工程で水蒸気酸化法やオゾン酸化法などといった陽極酸化法以外の方法を採用した場合には、素子用下電極６１と容量用下電極６２とをブリッジ部で接続しておく必要がないため、図７（ａ）に示すように、素子用下電極６１と容量用下電極６２とが分離した導電膜パターンを形成した後、第１の酸化工程において水蒸気酸化やオゾン酸化などを行って素子用下電極６１および容量用下電極６２の表面に第１の酸化膜を形成し、しかる後に、第２の酸化工程において、容量用下電極６２に対して陽極酸化を行い、第１の酸化膜より厚い第２の酸化膜を形成してもよい。また、図７（ａ）に示すような導電膜パターンを形成した後、第２の酸化工程において、容量用下電極６２に対して陽極酸化を行った第２の酸化膜を形成し、しかる後に、第１の酸化工程において水蒸気酸化やオゾン酸化法などを行って素子用下電極６１および容量用下電極６２の表面に、第２の酸化膜より薄い第１の酸化膜を形成してもよい。
【００６４】
［その他の実施の形態］
上記形態では、Ｘ方向に延びた走査線３（第１の配線）をクロム膜とし、Ｙ方向に延びたデータ線２（第２の配線）をタンタル膜としたが、Ｘ方向に延びた走査線３をタンタル膜からなる第１の配線としてもよい。また、上記形態では、給電線を第２の配線として残した構成であったが、陽極酸化後に給電線を除去した電気光学装置、あるいは絶縁膜の形成に陽極酸化に代えて、水蒸気酸化などの方法を採用したため、給電線を必要としない電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【００６５】
上記形態では、極性を逆向きにして第１のＴＦＤ素子５ａと第２のＴＦＤ素子５ｂとを直列接続した非線形素子５が用いたが、極性を逆向きにして２つのＴＦＤ素子を並列接続した非線形素子５を画素スイッチング素子として用いてもよい。このような非線形素子を用いた場合も、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称であるため、反転駆動方式を採用した場合でも、品位の高い画像を安定して表示できる。
【００６６】
さらに本形態では、共通電極６３がタンタル膜から構成され、画素電極８３がクロム膜から構成されているが、例えば、タンタル膜とクロム膜とを電気的に接続することにより、共通電極６３および画素電極８３の双方をタンタル膜とした構成、あるいは共通電極６３および画素電極８３の双方をクロム膜とした構成を採用してもよい。なお、このようなタンタル膜とクロム膜とを電気的に接続するには、素子基板２０の製造工程において、ブリッジ部をエッチング除去する際、酸素添加タンタル膜およびその表面に形成された酸化膜を部分的に除去して酸素添加タンタル膜の端面を露出させ、この端面とクロム膜とを接続すればよいので、接続を図るための工程を別途、行う必要がない。
【００６７】
上記形態では、ＩＰＳモードの電気光学装置に本発明を適用したが、ＦＦＳモードの電気光学装置に本発明を適用してもよい。さらに、対向基板３０側に、画素電極と対向して液晶を駆動する共通電極（対向電極）を形成したＴＮモードやＶＡモードなどの電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【００６８】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置１は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明が適用される電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において、数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ−Ａ′線、Ｂ−Ｂ′線、Ｃ−Ｃ′線、Ｄ−Ｄ′線で電気光学装置を切断したときの構造を模式的に示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した電気光学装置、および参考例の電気光学装置における非線形素子および保持容量の構成を比較して示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明を適用した電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明を適用した電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１・・電気光学装置、２・・データ線（第２の配線）、３・・走査線（第１の配線）、４・・液晶容量、５・・非線形素子、５ａ・・第１のＴＦＤ素子、５ｂ・・第２のＴＦＤ素子、６ａ・・タンタル膜、６ｂ・・タンタル−ニオブ合金、７ａ・・タンタル酸化膜、７ｂ・・タンタル−ニオブ合金の酸化膜、９・・保持容量、１０・・画素、２０・・素子基板、３０・・対向基板、６１・・素子用下電極、６２容量用下電極、６３・・共通電極、７１・・素子用絶縁層、７２・・容量用絶縁層、８１ａ・・第１の素子用上電極、８１ｂ・・第２の素子用上電極、８３・・画素電極、８４・・容量用上電極
【図１】
2007025520.tif 000004
【図２】
2007025520.tif 000005
【図３】
2007025520.tif 000006
【図４】
2007025520.tif 000007
【図５】
2007025520.tif 000008
【図６】
2007025520.tif 000009
【図７】
2007025520.tif 000010